Systemy cyfrowe stają się coraz powszechniejsze w druku komercyjnym. Rośnie więc potrzeba poznania najnowszych technologii kolorowych tonerów.
W druku offsetowym farby nie tworzy się specjalnie na potrzeby określonych platform (z pewnymi wyjątkami jak np. farby Saphira firmy Heidelberg czy też farby Presstek DI). Ogólnie biorąc po wprowadzeniu farb offsetowych do maszyny i po dopasowaniu kolorów można rozpocząć druk. Inaczej wygląda sytuacja w przypadku maszyn cyfrowych, których każdy typ jest tworzony w oparciu o specyficzną chemię tonerów. Chociaż mogą one posiadać te same barwniki, to jednak toner padający na fotoprzewodnik i wtapiany w papier bardzo się różni od farb używanych w maszynach offsetowych.
Większość producentów maszyn elektrograficznych (EP) wymaga, aby ich tonery nazywane były „suchymi farbami” (dry inks), chociaż w rzeczywistości są to dokładnie zmielone proszki polimerowe. Zostały one specjalnie zaprojektowane i wyprodukowane w ściśle kontrolowanych warunkach.
Poza kilkoma wyjątkami, tonery produkowane są jako bloki lub też arkusze poliestru w każdym z czterech podstawowych kolorów. Następnie są one proszkowane przy zastosowaniu wielu różnorodnych procesów, zanim rozmiary cząsteczek, zależnie od producenta, osiągną wielkość zaledwie 4-15 mikronów. Dla porównania: cząsteczki talku posiadają średnicę wynoszącą 10 mikronów, a ludzki włos ma w przekroju 70 mikronów. Wyjaśnia to, dlaczego tonery tak łatwo przyczepiają się do naszych ubrań w procesie załadowywania ich do drukarki oraz dlaczego trudno je zmyć z rąk.
Czy to farba, czy toner?
Jedynym wyjątkiem są maszyny HP Indigo. Tonery do tych urządzeń miele się na cząsteczki o jeszcze mniejszych rozmiarach wynoszących zaledwie 1-2 mikrony i miesza je z płynnym nośnikiem w celu wytworzenia naładowanej elektrycznie lepkiej pasty, która z wyglądu bardzo przypomina konsystencję farby offsetowej. Benny Landa, będący twórcą maszyn Indigo twierdzi, że gdyby cząsteczki tonerów o angielskiej nazwie ElectroInk nie miały konsystencji pasty, to mogłyby po prostu unosić się swobodnie w powietrzu. Wystarczy pomyśleć o kurzu unoszącym się w powietrzu, który jest zauważalny w świetle promieni słonecznych, aby zrozumieć, co oznacza wielkość 1 mikrona.
Właśnie ten minimalny rozmiar cząsteczek pozwala na uzyskanie równomiernego połysku i wyraźnego druku. Cienka warstwa tonera bardzo dobrze przywiera do powierzchni zadrukowywanego papieru. Efektem jest tu jednolity wygląd na szerokiej gamie podłoży. Ponieważ toner ElectroInk posiada niektóre z reologicznych własności płynów czy też farb offsetowych, wielu drukarzy uważa, że wydruki z maszyn Indigo bardziej przypominają wyglądem druki offsetowe niż pochodzące z innych maszyn cyfrowych. Pomimo że wyglądają one jak farby offsetowe, to w procesie drukowania funkcjonują jak tonery elektrofotograficzne: pobierają ładunek elektryczny i łączą go z obrazem o przeciwnym ładunku. Toner ElectroInk wysycha na podgrzanym cylindrze, zanim zostanie przeniesiony na papier. (Suche tonery są topione na gorących walkach).
Najważniejszym osiągnięciem ostatnich lat w elektrofotografii jest toner chemiczny. Zastosowano go po raz pierwszy w roku 1990 i od tego czasu staje się coraz popularniejszy. Chociaż nadal jest znacznie rzadziej stosowany niż konwencjonalny sproszkowany toner, w przyszłości stanie się najpopularniejszym tonerem. Ma on dużo lepsze własności niż toner konwencjonalny, jego produkcja jest tańsza i ponieważ „rośnie” on w kontrolowanym procesie, jego cząsteczki mają bardziej ujednoliconą strukturę i sferyczne rozmiary aniżeli przypadkowo uformowane, o ostrych brzegach cząsteczki sproszkowanych tonerów.
Ujednolicenie poprawia jakość druku, szczególnie w przypadku druku kolorowego – stwierdza Mary Fromm, wiceprezes do spraw tonerów w firmie Xerox. Wynika to z faktu, że cząsteczki tonera mogą posiadać pożądane zoptymalizowane właściwości niezbędne w procesie ładowania, przenoszenia obrazów i topienia. Tonery chemiczne mogą też mieć wpływ na to, jak sprzęt jest zaprojektowany, na jego działanie oraz zużycie energii.
Jednym z najlepszych przykładów tego typu produktów jest toner EA (Emulsion Aggregation) stworzony przez Fuji Xerox oraz Xerox, stosowany w wielu typach najnowszych kolorowych cyfrowych kopiarek i drukarek. Maszyna DocuColor 700, zademonstrowana w 2008 roku na targach drupa oraz najnowsze modele jednokolorowych maszyn Nuvera 144 i 288 stosują ten sam typ tonera
Tonery chemiczne i konwencjonalne z zasady nie współdziałają ze sobą i kopiarka czy też drukarka musi być specjalnie zaprojektowana do używania tylko jednego z nich. Według Mary Fromm jest to jeden z elementów procesu decyzyjnego przy tworzeniu nowych produktów. Decyzje te muszą zapadać we wczesnej fazie projektowania urządzenia. Na przykład maszyny iGen3 oraz iGen4 firmy Xerox początkowo zostały zaprojektowane z myślą o konwencjonalnym tonerze i raczej nie przewiduje się stworzenia tonera EA dla nich. Z kolei maszyny Nuvera 144 i 288 oferowane są z konwencjonalnym tonerem, ale zaprojektowano je w taki sposób, że mogą one przejść na odmienną konfigurację i stosować toner EA.
Tonery przezroczyste
Bez względu na to, czy toner jest chemiczny, czy konwencjonalny, suchy czy płynny, wywiera on zdecydowany wpływ na jakość druku cyfrowego i każdy producent oferuje technologię, która odróżnia
go od konkurentów.
Jednym z najciekawszych typów tonerów jest przezroczysty toner wyglądający jak biały proszek stosowany w maszynach NexPress firmy Kodak. Początkowo oferowany był w celu zwiększenia połysku arkusza albo uczynienia go matowym, podobnie jak lakiery bezbarwne na maszynach offsetowych. Intencją było tu wywołanie efektu przyciągającego uwagę i uodpornienie przesyłek pocztowych na otarcia w czasie przechodzenia przez urządzenia. W drugim etapie arkusze przechodzą przez urządzenie offline NexGlosser, które podgrzewa ponownie czysty toner tworząc twardą błyszczącą powierzchnię przypominającą laminat. Dzięki temu przesyłki przechodzące przez maszyny pocztowe zachowują estetyczny wygląd.
Kodak opracował powłokę o angielskiej nazwie Intelligent Dimensional Coating nakładaną na specjalnym piątym zespole w celu uzyskania trójwymiarowości druku, przez naniesienie na niego czystego toneru o dużych cząsteczkach, który wystaje ponad powierzchnię arkusza przypominając dawną metodę offsetowej termografii. Powłoka ta zapewnia wizualną atrakcyjność i sprawia wrażenie, że obrazy „wyskakują” z arkusza.
Właściwy efekt osiągany jest przez nabudowywanie warstw przezroczystego tonera, który posiada większe cząsteczki aniżeli toner kolorowy – wyjaśnia Chuck Hura, guru do spraw tonerów oraz menedżer do spraw druku cyfrowego w firmie Kodak. Firma rozprowadza wśród projektantów specjalnie zredagowany podręcznik w celu umożliwienia osiągnięcia pożądanych efektów i wyglądu. Dokumenty tworzy się stosując program Adobe Creative Suite. W krótkim czasie można przygotować pliki w programach Illustrator, Photoshop oraz InDesign do pracy ze specjalnym tonerem na maszynach NexPress. Według informacji firmy Kodak wszystkie nowe systemy Nex-Press produkowane są z piątym zespołem (przedtem była to jedna z opcji). Rośnie również zastosowanie przezroczystego tonera oraz powłoki Intelligent Dimensional Coating na wcześniej zainstalowanych maszynach NexPress.
Flush fusing
Bez względu na to, czy toner jest konwencjonalny, czy też chemiczny, większość maszyn cyfrowych to urządzenia do druku z arkusza, które drukują każdorazowo tylko jeden arkusz papieru. W procesie elektrograficznym ciepło i ciśnienie topią sproszkowany toner i wiążą go z papierem. W miarę jak wzrasta szybkość drukowania, nie ma wystarczającej ilości czasu na to, aby toner uzyskał właściwą adhezję do papieru. W tym przypadku stosuje się tzw. flush fusing, czyli połączenie ciepła i energii świetlnej oraz odmiennego typu tonera.
Tonerem jest nadal rozdrobniony proszek na bazie poliestru, ale ze specjalnymi chemicznymi dodatkami. Umożliwiają one prawie natychmiastowe stopienie, gdy toner poddany zostanie działaniu specyficznego typu światła. Toner jest zaprojektowany nieco odmiennie – stwierdza Fromm z firmy Xerox. – Posiada składniki, które absorbują promienie podczerwone i one właśnie powodują jego stopienie. To zaś umożliwia jego związanie z papierem, pozwalając na większą szybkość drukowania przy mniejszym zużyciu energii.
Jest to bardziej przyjazny dla papieru proces stapiania – zauważa Guy Broadhurst, wiceprezes do spraw nowych technologii oraz systemów drukujących w Océ Ameryka Północna. Produkowane przez tę firmę maszyny VarioStream 9000 oraz Color Stream 10000 drukują ze wstęgi. Używają one lamp na promieniowanie podczerwone i tonerów o niższych temperaturach topienia w celu związania ich ze wstęgą papieru. Pozwala to na druk z prędkością 850 stron/min. Toner jest nie tylko łatwiejszy w produkcji, ale także proces jego topienia zapewnia mu lepszą penetrację w papier, redukując równocześnie wymaganą ilość energii i temperaturę – dodaje Broadhurst.
Podobną technologię stosuje Xerox w swoich monochromatycznych maszynach 650 i 1300 oraz kolorowych 490/980. Nie zachodzi tu bezpośredni kontakt pomiędzy urządzeniem stapiającym i papierem. Chociaż arkusz jest poddany natychmiastowemu podgrzaniu, tylko toner ulega stopieniu, a wilgoć nie migruje z papieru – zauważa Fromm. – Jest to bardzo istotne w wielu procesach wykończeniowych i składania.
Firma Punch Graphix była pierwszą, która zastosowała bazujące na poliestrze tonery z modyfikowanym kształtem w bardzo szybkim cyfrowym druku kolorowym. Jej tonery FA dają bardziej żywe kolory i są zatwierdzone przez FDA (Food and Drug Administration – Agencja ds. Żywności i Leków) do niebezpośredniego kontaktu z żywnością. Maszyny Xeikon X-800 stosujące tonery FA posiadają licencję Pantone. Pięć tonerów FA do kolorów spotowych stosowanych na maszynach Xeikon wyposażonych w piąty zespół to: czerwony, zielony, niebieski, pomarańczowy oraz dodatkowa magenta.
Tonery w maszynach do druku niskonakładowego
Ostatniej jesieni firma Canon przedstawiła maszynę imagePRESS C1+ z przezroczystym tonerem do druku niskonakładowego oraz proofingu. Maszyna drukuje z prędkością 14 str./min na papierach powlekanych i teksturowanych. Przezroczysty toner może być także użyty do druku elementów zabezpieczających i znaków wodnych. Maszyna ImagePRESS Server Q2v2 oferowana jest do druku prac najwyższej jakości.
Urządzenie PRO C65hc firmy Konica Minolta stosujące tonery High Chroma posiada poszerzoną gamę kolorów zbliżoną do gamy kolorów w systemie sRGB. Tym samym druk ma kolory bardzo podobne do pokazywanych na monitorze komputera. Według firmy Konica Minolta technologia tonerów High Chroma została specjalnie zaprojektowana na potrzeby systemów RGB i cross-mediów. Maszyna PRO C65hc uzyskała certyfikację i licencję na reprodukcję kolorów Pantone. W porównaniu z innymi drukarkami tej samej kategorii, PROC65hc posiada najszerszą gamę kolorów PMS.
Uwagi końcowe
Tonery to tylko jeden z komponentów bardzo skomplikowanych systemów, jakimi są maszyny cyfrowe. Prawie wszystkie tonery są zaprojektowane i produkowane w sposób umożliwiający ich stosowanie w określonej rodzinie maszyn cyfrowych. Wiele tonerów posiada szereg takich samych własności i można je dowolnie zastępować. Należy jednak pamiętać, że muszą one zapewniać odpowiednią jakość druku na szerokiej gamie podłoży rekomendowanych dla danej maszyny. Większość najnowszych maszyn automatycznie przystosowuje się do różnych gatunków papierów. Jednakże w dalszym procesie sposób reagowania tonera na szerokie spektrum papierów i temperatur topienia ma decydujące znaczenie dla jakości druku.
Na podstawie „Graphic Arts” nr 11/2009 opracował TG
